DE1489688A1 - Semiconductor component - Google Patents
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Description
Patentanmeldung P 14 89 688.9 H. 8404 Patent application P 14 89 688.9 H. 8404
Robert Bosch GmbH, Stuttgart 10.3.1969 Fb/KmRobert Bosch GmbH, Stuttgart March 10, 1969 color / km
HalbleiterbauelementSemiconductor component
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement größerer elektrischer Leistung mit mindestens zwei Anschlußleitern und mit einem Metall-Kunstharz-Verschluß.The invention relates to a semiconductor component of larger electrical Power with at least two connection leads and with a metal-synthetic resin closure.
Wegen der stark verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunstharz entstehen bei den bekannten Halbleiterbauelementen dieser Art bei Temperaturänderungen häufig Risse an den Kontaktstellen zwischen Metall und Kunstharz. Durch diese Risse können Fremdstoffe, insbesondere Wasserdampf, ins Innere der Halbleiterbauelemente gelangen und deren Funktionseigenschaften beeinträchtigen.Because of the very different coefficients of thermal expansion of metal and synthetic resin, these are produced in the known semiconductor components of this type often cracks at the contact points between metal and synthetic resin when the temperature changes. Through this Cracks can get foreign substances, especially water vapor, into the interior of the semiconductor components and their functional properties affect.
Man könnte nun diesem Übelstand dadurch zu begegnen suchen, daß man als Verschlußmasse anstelle von Kunstharz ein Material mit günstigerem Wärmeausdehnungskoeffizienten, z.B. Glas, verwendet. Nun sollen aber gerade durch die Verwendung von Kunstharz anstelle von Glas die hohen Herstellungskosten früherer Ausführungen mit Metall-Glas -Verschluß vermieden werden.One could try to counteract this disadvantage by using a material as the sealing compound instead of synthetic resin A more favorable coefficient of thermal expansion, e.g. glass, is used. But now we aim to use synthetic resin instead of glass, the high manufacturing costs of earlier designs with a metal-glass closure can be avoided.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es gegenüber Temperaturänderungen mindestens annähernd dieselbe Widerstandsfähigkeit aufweist wie ein Halbleiterbauelement mit Metall-Glas-Verschluß.The invention is therefore based on the object of a semiconductor component of the type mentioned in such a way that it is at least approximately the same with regard to temperature changes Has resistance like a semiconductor component with a metal-glass closure.
Eine besonders einfache und wirkungsvolle Lösung dieser Aufgabe ergibt sich, wenn gemäß der Erfindung koaxial zu mindestens einem der Anschlußleiter mindestens eine Dichtungslamelle vorgesehen ist, welche Bestandteil des Anschlußleiters ist und in das Kunstharz hineinragt. ..'A particularly simple and effective solution to this problem is obtained if, according to the invention, coaxially at least one of the connecting conductors is provided with at least one sealing lamella is, which is part of the connection conductor and protrudes into the synthetic resin. .. '
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Halbleiterbauelemente, von denen eines den eingangs angegebenen Stand der Technik wiedergibt, näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:Further details of the invention are given below with reference to two Semiconductor components shown in the drawing, one of which reflects the state of the art specified at the beginning, described and explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein bekanntes Halbleiterbauelement im Axialschnitt, Fig. 2 ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung im Axialschnitt. 1 shows a known semiconductor component in axial section, FIG. 2 shows a semiconductor component according to the invention in axial section.
Das bekannte, für eine größere elektrische Leistung ausgelegte Halbleiterbauelement nach Fig. 1 hat einen im wesentlichen rotationesymmetrisehen Aufbau. Mit 4 ist der Halbleiterkristall, mit 3 ein metallischer Anschlußleiter, der gleichzeitig das Gehäuse des Bauelements bildet, und mit 1 ein zweiter metallischer Anschlußleiter bezeichnet. Bas Halbleiterbauelement ist mit einer Kunstharzfüllung 2 verschlossen, welche in das Gehäuse 3 eingegossen istJEs gibt eine Temperatur To, bei der die Kräfte zwischen Metallgehäuse 3 und Kunstharzfüllung 2 minimal sind. Diese Temperatur muß nicht mit der Aushärtetemperatur des Kunstharzes übereinstimmen, da das Aushärten eine bestimmte Schrumpfung zur Folge hat, die von den Aushärtebedingungen abhängt. Wird nun, ausgehend von der Temperatur To, das Halbleiterbauelement abgekühlt, so hat die Kunstharzfüllung 2 wegen ihres größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten das Bestreben, sich stärker zu kontrahieren als das Metallgehäuse 3· Sie übt infolgedessen auf das Metallgehäuse 3 radiale Kontraktionskräfte aus, die an den Berührungsstellen von Metall und Kunstharz leicht zu Rissen führen. Bei Temperaturen größer als To treten dagegen Ausdehungskräfte auf, die eine Rißbildung nicht begünstigen.The known, designed for a larger electrical power semiconductor component according to FIG. 1 essentially has one rotationally symmetrical structure. With 4 is the semiconductor crystal, with 3 a metallic connection conductor, which is also the housing of the component forms, and 1 denotes a second metallic connecting conductor. Bas semiconductor component comes with a Synthetic resin filling 2 closed, which is poured into the housing 3 istJThere is a temperature To at which the forces between the metal housing 3 and the synthetic resin filling 2 are minimal. This temperature does not have to match the curing temperature of the synthetic resin match, since the curing results in a certain shrinkage, which depends on the curing conditions. Will now Starting from the temperature To, the semiconductor component has cooled down, so the synthetic resin filling 2 has because of its greater coefficient of thermal expansion the tendency to contract more strongly than the metal case 3 · It exerts on the metal case as a result 3 radial contraction forces, which easily lead to cracks at the contact points between metal and synthetic resin. at On the other hand, at temperatures greater than To, expansion forces occur which do not favor the formation of cracks.
Um eine bessere Abdichtung zu erzielen, weist das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement nach Fig. 2, welches sonst im wesentlichen denselben Aufbau wie das bekannte Halbleiterbauelement nach Fig. 1 hat - die entsprechenden Teile sind mit denselben arabischen Ziffern bezeichnet -, zusätzlich eine Dichtungslamelle 3a auf, welche Bestandteil des gleichzeitig als Sockel und als Gehäuse dienenden Anschlußleiters 3 ist. Die Dichtungs-In order to achieve a better seal, the inventive Semiconductor component according to FIG. 2, which otherwise has essentially the same structure as the known semiconductor component according to Fig. 1 - the corresponding parts are denoted by the same Arabic numerals -, in addition, a sealing lamella 3a, which is part of the at the same time as a base and connecting conductor 3 serving as a housing. The sealing
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lamelle 3a ist zylinderförmig ausgebildet und teilt den unteren Teil der Kunstharzfüllung 2 in einen äußeren Teil 2a und einen inneren Teil 2b. Die Dichtungslamelle 3a hat, verglichen mit diesen Teilen 2a, 2b, eine geringe Dicke. Sie e^ treckt sich in axialer Richtung etwa über die halbe Höhe der Kunstharzfüllung 2.Lamella 3a is cylindrical and divides the lower one Part of the synthetic resin filling 2 into an outer part 2a and an inner part 2b. The sealing lamella 3a has, compared with these parts 2a, 2b, a small thickness. She stretches in the axial direction about half the height of the synthetic resin filling 2.
Im Falle einer Temperaturerniedrigung gegenüber T ist die Kontraktion der Kunstharzfüllung 2 wegen des größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten stärker als die Kontraktion der Dichtung 8-1ame11θ 3a. Deshalb wirken in diesem Falle auf die Dichtungslamelle 3a von außen her radiale Druckspannungen, welche die gewünschte Abdichtung bewirken.If the temperature is lower than T, the contraction of the synthetic resin filling 2 is greater than the contraction of the seal 8-1ame11θ 3a because of the greater coefficient of thermal expansion. Therefore, in this case, radial compressive stresses act on the sealing lamella 3a from the outside, which cause the desired seal.
Im Falle einer Temperaturerhöhung gegenüber T - dieser Fall tritt jedoch selten auf, da T auf ca. 180° abgeschätzt wird wirken wegen der stärkeren Ausdehnung der Kunstharzfüllung 2 auf die Dichtungslamelle 3a von innen her radiale Druckspannungen, welche die gewünschte Abdichtung bewirken.In the case of a temperature increase compared to T - this case seldom occurs, however, since T is estimated to be approx. 180 ° due to the greater expansion of the synthetic resin filling 2 onto the sealing lamella 3a from the inside, radial compressive stresses, which cause the desired seal.
Die Erfindung ist nicht auf das anhand der Zeichnung beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann der obere, die Gehäusewand bildende Teil des Anschlußleiters 3 weggelassen sein.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described with reference to the drawing. In particular, the top, the Housing wall forming part of the connection conductor 3 can be omitted.
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